《数字信号处理》实验指导书

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1、《—数字信号处理—》实验指导书电子工程实验室编写适用专业：电子信息工程电子信息科学与技术通信工程等江苏科技大学电信学院2013年7月127前言《数字信号处理》是一门理论与实践并重的课程。它主要研究数字序列信号的表示方法，并对信号进行运算，以提取包含在其中的特殊信息。近年来，由于在研究及应用两方面均取得了进展，数字信号处理领域已经日趋成熟，如今，几乎所有大学在本科高年级及研究生一年级都开设了本主题至少一门或更多的课程。本实验指导书是教科书的教学内容的很好补充。首先是通过实验加深理解在课堂上获得的理论知识，将理

2、论知识形象化；同时学习MATLAB在信号处理领域的使用，加强动手能力，积累实践经验；另外通过一些综合性实验达到综合分析、运用已学课程知识点的效果。本实验教程主要包含MATLAB使用简介、时域离散系统时域分析、Z域分析、DFT及FFT频谱分析、IIR及FIR数字滤波器的设计、离散时间随机信号、FDATool设计数字滤波器、SPTool测试数字系统、语音信号的采样和频谱分析等实验内容。本实验指导书适合“电子信息工程”专业以及“电子信息科学与技术”专业使用，同时也可供开设了《数字信号处理》课程的其他相关专业使用。

3、127目录第1章MATLAB软件简介11.1MATLAB软件在信号与系统中的应用介绍11.2MATLAB软件使用入门11.2.1MATLAB软件的环境介绍11.2.2MATLAB软件基本运算入门31.2.3MATLAB软件简单二维图形绘制81.2.4M文件111.2.5MATLAB程序流程控制12第2章离散时间信号的表示及运算162.1实验目的162.2实验原理及实例分析162.2.1离散时间信号在MATLAB中的表示162.2.2离散时间信号的基本运算222.3编程练习24第3章离散时间LTI系统的时域分

4、析253.1实验目的253.2实验原理及实例分析253.2.1离散时间系统的响应253.2.2离散时间系统的单位取样响应263.2.3离散时间信号的卷积和运算283.3编程练习30第4章z变换及离散时间LTI系统的z域分析324.1实验目的324.2实验原理及实例分析324.2.1z正反变换324.2.2系统函数的零极点分析344.2.3系统函数的零极点分布与其时域特性的关系364.2.4离散时间LTI系统的频率特性分析404.3编程练习42第5章离散傅立叶变换及FFT频谱分析435.1实验目的435.2信

5、号变换概述435.3离散傅立叶变换435.3.1傅立叶变换的几种形式445.3.2离散傅立叶变换451275.4快速傅立叶变换（FFT）525.4.1概念525.4.2函数应用555.4.3逆离散傅立叶变换（IFFT）605.5FFT频谱分析615.6编程练习63第6章IIR数字滤波器的MATLAB实现646.1实验目的646.2实验原理及实例分析646.2.1IIR数字滤波器的传递函数及特点646.2.2IIR数字滤波器的设计与实现646.2.3标准数字滤波器设计函数666.2.4冲激响应不变法686.2

6、.5双线性变换法696.3编程练习74第7章FIR数字滤波器的Matlab实现757.1实验目的757.2实验原理及实例分析757.2.1FIR低通数字滤波器的设计原理757.2.2用窗函数法设计FIR滤波器767.3频率采样法设计FIR滤波器817.4编程练习85第8章离散时间随机信号868.1实验目的868.2随机变量的描述868.3功率谱密度878.4自相关函数与互相关函数908.5随机过程的一般表达918.6平稳过程的相关函数与功率谱密度938.7编程练习100第9章用FDATool设计数字滤波器1

7、019.1实验目的1019.2实验原理1019.3实验任务104第10章用SPTool测试数字系统10610.1实验目的10610.2实验原理10612710.3实验任务110第11章语音信号的采样和频谱分析11111.1实验目的11111.2实验原理11111.3实验任务111附录1：实验涉及的MATLAB子函数114附录2：MATLAB操作快速入门126127第1章MATLAB软件简介1.1MATLAB软件在信号与系统中的应用介绍MATLAB的名称源自MatrixLaboratory，1984年由美国M

8、athworks公司推向市场。它是一种科学计算软件，专门以矩阵的形式处理数据。MATLAB将高性能的数值计算和可视化集成在一起，并提供了大量的内置函数，从而被广泛地应用于科学计算、控制系统、信息处理等领域的分析、仿真和设计工作。1993年MathWorks公司从加拿大滑铁卢大学购得MAPLE软件的使用权，从而以MAPLE为“引擎”开发了符号数学工具箱（SymbolicMathToolbox）。MATLAB软件包括